устройство для обработки материалов по заданной траектории

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ ПО ЗАДАННОЙ ТРАЕКТОРИИ преимущественно для изделий легкой промышленности, содержащее рабочую головку, выполненный в виде кассеты держатель материала, установленный на концевых шарнирах механизма плоского перемещения кассеты относительно головки, и средство для фиксации кассеты, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, средство для фиксации кассеты в концевом шарнире имеет жестко укрепленные в кассете втулки с установленными внутри цанговыми втулками, смонтированные внутри концевых шарниров механизма перемещения подпружиненные стопорные стержни, верхний конец каждого из которых выполнен конусным для взаимодействия с цанговыми втулками, расположенную под кассетой стойку, несущую соосно со стопорными стержнями толкатели, для стержней, размещенных на исходных позициях концевых шарниров механизма, и средство для перемещения толкателей в верхнее и нижнее положения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для легкой промышленности, а именно к швейным, вышивальным, раскройным и другим устройствам швейного, текстильно-галантерейного и обувного производства.

Известны устройства, в которых средства для относительного перемещения рабочей головки, несущей инструмент, и закрепленного в кассете материала при обработке по заданной траектории (контуру) представляют собой двухкоординатные механизмы, содержащие две каретки, перемещаемые с помощью двигателей по взаимно перпендикулярным направляющим в соответствии с командами системы управления.

Для привода кареток применяют гибкие (тросовые и ременные) реечные и другие передачи. Двухкоординатные механизмы этих устройств имеют значительную собственную массу, препятствующую повышению скорости обработки из-за возникновения больших динамических нагрузок, влияющих на точность обработки деталей. Для перемещения кареток необходимы двигатели большой мощности, обеспечивающие достижение требуемой производительности оборудования.

Известны роботы, в которых для уменьшения массы движущихся частей используются пятизвенные шарнирно-рычажные механизмы, содержащие два ведущих кривошипа, оснащенных программно-управляемыми двигателями, два ведомых звена и стойку.

Недостаток известного устройства заключается в том, что использование этого механизма для обработки материалов легкой промышленности по заданной плоской траектории невозможно без оснащения его кассетой для закрепления материала.

Установка кассеты в механизм захвата увеличивает его массу, при этом возрастают динамические нагрузки при работе, уменьшается точность обработки, что требует снижения скоростных режимов обработки, а следовательно, и производительности устройства.

Цель изобретения повышение производительности и качества обработки.

Это достигается тем, что в устройстве для обработки материалов по заданной траектории, преимущественно для изделий легкой промышленности, содержащем рабочую головку, держатель материала, замкнутый шарнирно-рычажный механизм плоского перемещения держателя относительно головки с двумя ведущими звеньями, ведомым звеном, шарнирно соединенным с держателем и двумя программно-управляемыми двигателями, соединенными с ведущими звеньями, держатель материала выполнен в виде кассеты, установленной на концевом шарнире ведущего звена, связанного с одним программно-управляемым двигателем, и концевом шарнире ведомого звена, связанного с другим программно-управляемым двигателем, и закрепленной на каждом из шарниров посредством фиксаторов. При этом фиксаторы кассеты выполнены в виде двух цанговых втулок, размещенных на торцевых поверхностях концевых шарниров со стороны рабочей головки, и двух стопорных стержней, установленных внутри шарниров с возможностью перемещения вдоль их осей, при этом концы стержней со стороны рабочей головки введены в цанговые втулки и выполнены с конусными расширениями в сторону от торцов концевых шарниров со стороны рабочей головки, а противоположные концы стержней подпружинены относительно торцов шарниров пружинами сжатия. Кассета выполнена с двумя втулками, жестко закрепленными на кассете, с базовыми отверстиями, соответствующими цанговым втулкам. Кроме того, устройство снабжено узлом расфиксации кассеты, выполненным в виде двух толкателей, размещенных в стойке на исходной позиции концевых шарниров ведущего и ведомого звеньев шарнирно-рычажного механизма соосно продольным осям стопорных стержней фиксатора, со стороны подпружиненных концов стержней с возможностью продольного перемещения и контактирования с концами стержней и электромагнитного привода с качалкой, плечи которой связаны с толкателями.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается выполнением держателя материала в виде кассеты, установленной на концевом шарнире ведущего звена, связанного с одним программно-управляемым двигателем, и концевом шарнире ведомого звена, связанного с другим программно-управляемым двигателем, и закрепленной на каждом из шарниров посредством фиксаторов. При этом фиксаторы кассеты выполнены в виде двух цанговых втулок, размещенных на торцевых поверхностях концевых шарниров со стороны рабочей головки, и двух стопорных стержней, установленных внутри шарниров с возможностью перемещения вдоль их осей, при этом концы стержней со стороны рабочей головки введены в цанговые втулки и выполнены с конусными расширениями в сторону от торцов концевых шарниров со стороны рабочей головки, противоположные концы стержней подпружинены относительно торцов шарниров пружинами сжатия, при этом кассета выполнена с двумя втулками, жестко закрепленными на кассете, с базовыми отверстиями, соответствующими цанговым втулкам. Кроме того, устройство снабжено узлом расфиксации кассеты, выполненным в виде двух толкателей, размещенных в стойке на исходной позиции концевых шарниров ведущего и ведомого звеньев шарнирно-рычажного механизма соосно продольном осям стопорных стержней фиксатора, со стороны подпружиненных концов стержней с возможностью продольного перемещения и контактирования с концами стержней и электромагнитного привода с качалкой, плечи которой связаны с толкателями.

Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявленного решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа, что позволило сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1.

Устройство содержит ведущие звенья (кривошипы) 1 и 2 замкнутого шарнирно-рычажного механизма через редукторы 3 и 4, соединенные с валами программно-управляемых двигателей 5 и 6. Кассета 7 устанавливается на концевом шарнире 8 ведущего звена 1 и концевом шарнире 9 ведомого звена 10, связанного шарнирно с ведущим звеном 2. Редукторы 3 и 4 с двигателями 5 и 6 закреплены на стойке 11, на которой установлена также рабочая головка 12, предназначенная для обработки материала 13, закрепленного в кассете 7.

Кассета 7 выполнена с двумя жестко закрепленными на ней втулками 14 и 15. Концевые шарниpы 8 и 9 выполнены в виде полых осей с цанговыми втулками 16 и 17 на верхнем конце (фиг.2), установленных в звеньях 1 и 10 с возможностью вращения. Внутри шарниров 8 и 9 установлены стопорные стержни 18 и 19, имеющие с одного конца конусное расширение 20 и 21, взаимодействующее с цанговыми втулками 16 и 17, а с другого конца заострение. Стопорные стержни оснащены пружинами 22 и 23 сжатия.

В стойке 11 на исходной позиции концевых шарниров 8 и 9 ведущего 1 и ведомого 10 звеньев шарнирно-рычажного механизма размещены толкатели 24 и 25, имеющие конусное углубление на верхнем конце и взаимодействующие с нижними заостренными концами стопорных стержней 18 и 19, обеспечивая фиксацию звеньев 1 и 10 в исходном положении.

На стойке 11 размещен электромагнит 26 со штоком 27, взаимодействующим с плечами 28 и 29 качалки, связанными с толкателями 24 и 25. Размеры звеньев шарнирно-рычажного механизма выбирают так, чтобы любой участок материала, закрепленного в кассете, мог быть обработан рабочим инструментом.

В предлагаемом устройстве может быть использован любой программно-управляемый двигатель, например шаговый или двигатель постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

В кассету 7 укладывается материал 13, подлежащий обработке по заданной траектории. Кассета 7 жестко закрепленными на ней втулками 14 и 15 устанавливается на цанговые втулки 16 и 17 шарниров 8 и 9, смонтированных на звеньях 1 и 10 шарнирно-рычажного механизма. Подается команда на отключение электромагнита 26, шток 27 которого опускается, при этом опускаются толкатели 24 и 25, звенья 1 и 10 расфиксируются, а кассета 7 фиксируется благодаря взаимодействию конусных расширений, 20 и 21 стопорных стержней 18 и 19, подпружиненных пружинами 22 и 23 сжатия, с цанговыми втулками 16 и 17, которые в свою очередь взаимодействуют с втулками 14 и 15 кассеты.

После этого программно-управляемые двигатели 5 и 6 начинают вращаться и через редукторы 3 и 4 приводят в движение кривошипы 1 и 2 механизма, при этом кассета 7 перемещается относительно рабочей головки 12 таким образом, что материал обрабатывается по заданному контуру.

После окончания цикла обработки механизм возвращается в исходное положение для смены кассеты. Включается магнит 26 и своим штоком 27 через плечи 26 и 29 качалки и толкатели 24 и 25 воздействует на нижние концы стопорных стержней 18 и 19, при этом происходят фиксация звеньев 1 и 10 относительно стойки 11 и одновременно расфиксация кассеты 7. Кассета заменяется на новую, и цикл обработки повторяется.

Предложенная конструкция устройства благодаря незначительной массе подвижных звеньев механизма позволяет повысить скоростные режимы работы оборудования и точность обработки, а также облегчить обслуживание полуавтомата при смене кассеты.